Chất dẻo đàn hồi nhiệt dẻo ổn định tia cực tím cho thị trường ô tô: Hướng dẫn thực hành

Bãi đậu xe vào tháng 7 là một trong những băng ghế có độ bền cao nhất trong ngành công nghiệp ô tô. Nhiệt độ bề mặt trên bảng điều khiển tối màu tăng cao hơn nhiều so với môi trường xung quanh và bức xạ tia cực tím tiếp tục hoạt động trên mọi chuỗi polymer mà nó có thể chạm tới. Các bộ phận trông hoàn hảo khi bắt đầu sản xuất có thể trở nên trắng như phấn, dính hoặc nhẹ hơn rõ rệt trong vòng một vài mùa hè. Đó là lý do tại sao chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo ổn định bằng tia cực tím đã chuyển từ một dòng có sẵn trên bảng dữ liệu sang một yêu cầu cố định trong hầu hết các thông số kỹ thuật vật liệu ô tô.

Chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo chiếm được vị trí của chúng trong các phương tiện giao thông vì chúng kết hợp cảm giác giống như cao su với quá trình xử lý nhựa nhiệt dẻo: không có bước lưu hóa, thời gian chu kỳ ngắn và phế liệu thường có thể được nghiền lại. Nhưng không phải mọi TPE đều già đi như nhau khi ở ngoài trời. Sự khác biệt thường đến từ hai điều, độ bão hòa của khung polymer và chất lượng của gói ổn định được xây dựng xung quanh nó. Hiểu cả hai làm cho việc lựa chọn điểm dễ dự đoán hơn nhiều.

Tại sao độ ổn định của tia cực tím hiện là tiêu chí mua hàng

Thời tiết từng là vấn đề của người khác. Viền bên ngoài được làm bằng kim loại hoặc nhựa dày, bên trong được bọc bằng da PVC, và không ai mong đợi một con dấu vẫn đẹp trong mười lăm năm. Ngày nay, TPE xuất hiện ở những nơi có ánh sáng mặt trời, nhiệt độ và ứng suất cơ học kết hợp với nhau:

• Cấu hình bịt kín bên ngoài, kênh chạy bằng kính, đường viền dây đai và bộ làm lệch hướng nước
• Phần mở rộng vòm bánh xe, miếng đệm giá nóc, tấm chắn bùn và miếng đệm cổng sạc trên xe điện
• Vỏ bảng điều khiển, ốp cửa, nắp bảng điều khiển và tay nắm mềm bên trong cabin
• Vỏ túi khí có đường may đúc, nơi lão hóa làm thay đổi hành vi rách

Ba xu hướng đã đẩy nhu cầu lên cao. Các phần tường trở nên mỏng hơn để tiết kiệm trọng lượng, khiến ít vật liệu hấp thụ một lượng tia cực tím nhất định. Màu sắc chuyển sang màu đen sâu và tông màu bão hòa giúp che giấu bụi bẩn nhưng cũng nóng hơn. Và kỳ vọng bảo hành đã kéo dài, do đó, một phần hiện được đánh giá dựa trên hình thức của nó vào năm thứ mười chứ không phải vào tháng thứ ba.

Ổn định tia cực tím thực sự liên quan đến những gì

TPE chịu được thời tiết không phải là sản phẩm của một chất phụ gia kỳ diệu. Đó là một hệ thống có ba tuyến phòng thủ hoạt động cùng một lúc.

1. Hóa học xương sống. Khối giữa bão hòa có ít vị trí phản ứng hơn nhiều so với khối chưa bão hòa, vì vậy chuỗi chống lại quá trình oxy hóa trước khi xem xét bất kỳ chất phụ gia nào.
2. Gói ổn định. Chất chống oxy hóa sơ cấp và thứ cấp bảo vệ sự nóng chảy và tuổi thọ sử dụng, chất ổn định ánh sáng amin bị cản trở làm gián đoạn chu trình oxy hóa ảnh và chất hấp thụ tia cực tím sàng lọc bức xạ năng lượng cao trước khi nó chạm tới các liên kết nhạy cảm.
3. Bề mặt và sắc tố. Các hệ thống sắc tố cacbon đen và được lựa chọn kỹ lưỡng sẽ che chắn khối polyme, trong khi bề mặt mờ hoặc được phủ sẽ thay đổi mức độ phân hủy trở nên rõ ràng.

Bởi vì TPE là một vật liệu phức hợp chứ không phải một loại nhựa đơn lẻ, nên cùng một loại polyme cơ bản có thể hoạt động hoàn toàn khác nhau trong hai công thức. Đó là lý do thực tế để thảo luận về mức độ phơi nhiễm khi sử dụng cuối cùng với nhà cung cấp vật liệu thay vì chỉ so sánh các bảng dữ liệu.

Xương sống đầu tiên: Tại sao khối trung gian được hydro hóa lại già đi chậm hơn

Copolyme khối styren-butadien mang khối giữa polybutadien với các liên kết đôi còn sót lại. Những vị trí đồng minh đó chính xác là nơi oxy và năng lượng tia cực tím thích tấn công, tạo ra sự kết hợp giữa liên kết chéo và phân mảnh chuỗi. Kết quả có thể nhìn thấy thường là hiện tượng phấn hóa, trôi màu và nứt bề mặt xuất hiện ngay khi bộ phận được uốn.

Quá trình hydro hóa loại bỏ hầu hết các liên kết đôi đó và chuyển khối giữa thành đoạn cao su bão hòa. Chất đồng trùng hợp khối styren-butadien đã hydro hóa (SEBS) và chất đồng trùng hợp styren-isoprene đã hydro hóa (SEPS) giữ cấu trúc hai pha nhựa nhiệt dẻo trong khi mang lại cho các nhà tạo công thức một loại polyme yên tĩnh hơn nhiều để hoạt động. Polymer isopren hydro hóa (EP) còn đi xa hơn theo một hướng khác, vì nó không mang khối polystyrene và hoạt động như một chất biến tính bão hòa hơn là một chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo độc lập. Tính chất hóa học đằng sau những khác biệt này và cách nó chuyển thành khả năng chống oxy hóa sẽ được đề cập sâu hơn trong ghi chú của chúng tôi về copolyme khối phản ứng như thế nào khi tiếp xúc với tia cực tím và suy thoái môi trường .

Dòng H Copolymer khối Styrene-Butadiene hydro hóa (SEBS) Xem các loại SEBS ZHOPOLY H-Series dành cho chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo SBS được hydro hóa được sử dụng trong sửa đổi nhựa, giày dép, TPE, màng và các sản phẩm y tế. Xem sản phẩm →

So sánh các tùy chọn cấp ô tô chính

Bảng dưới đây là điểm bắt đầu cho cuộc trò chuyện, không phải là thông số kỹ thuật. Độ cứng, hàm lượng dầu và chất ổn định làm thay đổi đáng kể các ranh giới.

Các lớp chưa bão hòa vẫn hoàn toàn có thể cảm nhận được ở những nơi ánh sáng mặt trời không bao giờ đến. Tấm lót vòm bánh xe hoặc tấm thảm chở hàng nằm dưới tấm ốp trang trí không cần hệ thống ổn định đắt tiền nhất trong danh mục. Trong các ứng dụng đó, hợp chất dựa trên SBS có thể là một lựa chọn kinh tế với điều kiện thông số kỹ thuật không yêu cầu lão hóa nhiệt lâu.

Zhongli SBS Series Chất đồng trùng hợp khối Styrene-Butadiene Xem lại các cấp độ của Zhongli SBS dành cho chất đàn hồi styrenic không bão hòa trong nhựa đường và biến tính polyme, chất kết dính, giày dép và chất bịt kín ở những nơi có nhu cầu lão hóa do tia cực tím và nhiệt thấp hơn. Xem sản phẩm →

Nhiều TPE ô tô hoàn toàn không được đúc như một chất đàn hồi gọn gàng. Chúng là những hỗn hợp trong đó copolyme khối hydro hóa được phân tán thành nền polypropylen hoặc TPO, đó là lý do tại sao các nhà chế tạo hỗn hợp thường xuyên làm việc với chúng tôi về sửa đổi nhựa và tăng cường tác động thay vì chỉ trên các bộ phận đàn hồi.

Tổng hợp các chi tiết quyết định liệu một bộ phận có tồn tại được trong mười mùa hè hay không

Lựa chọn bộ ổn định không phải là một trò chơi số

Thêm nhiều chất ổn định ánh sáng amin bị cản trở không tự động tốt hơn. Các loại HALS khác nhau về tính bazơ và các loại có tính bazơ cao có thể tương tác xấu với dư lượng axit, chất chống cháy halogen hóa hoặc một số phương pháp xử lý sắc tố nhất định. Các chất hấp thụ tia cực tím thuộc họ benzotriazole hoạt động tốt ở các phần mỏng và màu sáng, trong khi các phần màu đen chứa đầy carbon đen thường phụ thuộc nhiều hơn vào HALS cộng với chất chống oxy hóa chính. Chất phối hợp Thio cải thiện hiện tượng lão hóa do nhiệt lâu dài nhưng có thể chống lại sự ổn định của ánh sáng, do đó, sự cân bằng phải được điều chỉnh cho phù hợp với cấu hình phơi sáng thực tế.

Màu sắc thay đổi mọi thứ

Viền cột màu be nhạt và đường đai màu đen cùng chịu ánh nắng mặt trời nhưng xuống cấp khác nhau. Các phần nhạt màu sẽ chuyển sang màu vàng gần như ngay lập tức, vì vậy chất hấp thụ sàng lọc quan trọng hơn, trong khi các phần màu đen dày phụ thuộc vào độ ổn định bề mặt và khả năng duy trì độ bóng. Các chất màu kim loại và hiệu ứng đôi khi tạo ra các dư lượng xúc tác làm tăng tốc quá trình oxy hóa, đó là một lý do tại sao các loại chất màu phải được tiết lộ cho nhà sản xuất hỗn hợp.

Di chuyển, sương mù và không khí trong cabin

Thông số kỹ thuật nội thất ô tô ngày càng hạn chế lượng khí thải dễ bay hơi và ngưng tụ. Các chất phụ gia đủ di động để nổi lên bề mặt có thể giúp trượt hoặc bong ra trong thời gian ngắn nhưng có thể ảnh hưởng đến kết quả tạo sương mù và để lại lớp màng mờ trên kính. Việc kết hợp tính lâu dài của chất phụ gia với lịch sử nhiệt của bộ phận là một phần của công việc thiết kế chứ không phải là việc phải suy nghĩ lại.

Các ứng dụng dưới mui xe và bịt kín: Một hồ sơ ứng suất khác

Không phải mọi vấn đề về thời tiết của ô tô đều liên quan đến ánh sáng mặt trời. Dưới mui xe, các yếu tố gây căng thẳng chủ yếu là nhiệt, oxy, dầu, chất làm mát và ozone, thường kết hợp theo chu kỳ. Tia UV trực tiếp bị hạn chế, nhưng quá trình oxy hóa nhiệt diễn ra nhanh hơn và có thể nhìn thấy dưới dạng cứng lại, biến dạng nén hoặc nứt ở cạnh được kẹp. Các polyme bão hòa hoàn toàn như EP rất hấp dẫn ở đây vì chúng chịu được nhiệt độ cao duy trì mà không có sự không bão hòa còn sót lại có thể trở thành liên kết yếu nhất.

Polymer Isopren hydro hóa EP ZL-D700 Đánh giá ZL-D700, một loại polyme EP hình ngôi sao bão hòa giúp cải thiện chỉ số độ nhớt của chất bôi trơn, biến đổi polyolefin, chất kết dính và chất bịt kín trong đó khả năng chịu nhiệt và oxy hóa rất quan trọng. Xem sản phẩm →

Cách ngành kiểm tra thời tiết

Thời tiết tăng tốc chỉ có ý nghĩa khi chu kỳ thử nghiệm giống với ứng dụng. Chu trình bên ngoài chạy nóng hơn và ẩm ướt hơn chu trình bên trong và chu trình bên trong thường bao gồm một bộ lọc thủy tinh để mô phỏng kính cabin. Các tài liệu tham khảo phổ biến bạn sẽ thấy trong thông số kỹ thuật bao gồm:

• Tiếp xúc với hồ quang xenon ISO 4892-2 và ASTM G155, có hoặc không có phun nước
• UV huỳnh quang ASTM G154 và ISO 4892-3 với đèn UVA-340
• Chu trình ngoại thất ô tô SAE J2527 và J1960
• Chu kỳ dành riêng cho nhà cung cấp được viết bởi từng nhà sản xuất xe

Sau đó, kết quả được đánh giá dựa trên các tiêu chí có thể đo lường được: độ chuyển màu được biểu thị bằng Delta E, xếp hạng thang màu xám, khả năng duy trì độ bóng và duy trì độ bền kéo và độ giãn dài. Mục tiêu điển hình có thể yêu cầu duy trì độ giãn dài ít nhất 80% với độ chuyển màu dưới ba đơn vị, nhưng con số này rất khác nhau giữa các OEM và giữa khu vực bên trong và bên ngoài. Độ bám dính bề mặt, vết nứt khi uốn và mất độ bám dính ở các bộ phận được đúc quá mức cũng được kiểm tra bằng mắt vì chúng thường xuất hiện trước khi các đặc tính khối di chuyển.

Thói quen xử lý bảo vệ gói chất ổn định

Một hợp chất có công thức tốt vẫn có thể thất bại nếu quá trình xử lý nó gặp khó khăn. Những điểm thực tế quan trọng trong sản xuất:

1. Làm khô các chất độn và masterbatch hút ẩm, đồng thời bảo quản chất đàn hồi trong bao bì kín.
2. Sử dụng hình dạng vít có độ cắt vừa phải và tránh thời gian lưu trú lâu ở nhiệt độ nóng chảy cao.
3. Phân tán đều các hạt ổn định; các chất kết tụ không tan chảy trở thành điểm yếu cục bộ.
4. Theo dõi tỷ lệ xay lại, vì lịch sử nhiệt lặp đi lặp lại sẽ tiêu tốn khả năng chống oxy hóa.
5. Kiểm soát vùng liên kết trong các bộ phận hai lớp hoặc được ép đùn đồng thời, nơi có thể bắt đầu phân hủy bề mặt.

Lựa chọn đối tác lâu dài

Hiệu suất chịu thời tiết là một đặc tính của hệ thống, vì vậy cần hỏi nhà cung cấp thực sự kiểm soát các biến số như thế nào. Về phía chúng tôi, điều đó có nghĩa là khả năng hydro hóa trên các dòng SBS, SEBS, SEPS và EP, kiểm soát nhà máy thông qua hệ thống điều khiển phân tán và tám giai đoạn kiểm tra từ khâu nhập nguyên liệu thô đến thành phẩm. Trạm làm việc sau tiến sĩ và nhóm R&D của chúng tôi dành phần lớn thời gian vào thiết kế cấu trúc khối và chức năng hóa thông qua ép đùn phản ứng, đây chính xác là bộ công cụ cần thiết khi khách hàng yêu cầu loại mềm hơn với cùng độ bền ngoài trời.

Hầu hết các dự án ô tô cũng cần một nhà cung cấp hiểu rằng thông số kỹ thuật là một cuộc trò chuyện chứ không phải một danh sách mong muốn. Việc gửi cho chúng tôi chu trình phơi sáng, độ dày thành, màu sắc và phương pháp nối thường tạo ra câu trả lời hữu ích hơn là chỉ gửi số độ cứng.

Bài học thực tế

• Bắt đầu với đường trục bão hòa, sau đó thiết kế gói chất ổn định xung quanh vùng tiếp xúc thực tế.
• Xử lý sắc tố, độ dày của mặt cắt và độ hoàn thiện bề mặt như một phần của dung dịch UV thay vì trang trí.
• Kết hợp bài kiểm tra cấp tốc với môi trường thực tế; chu trình bên trong và bên ngoài không thể thay thế cho nhau.
• Bảo vệ công thức trong quá trình xử lý, vì lịch sử nhiệt sẽ âm thầm tiêu tốn mức bảo vệ mà bạn đã trả tiền.
• Giữ các cấp độ chưa bão hòa cho các bộ phận được bảo vệ và sử dụng chúng ở những nơi có tính kinh tế quan trọng hơn ánh sáng mặt trời.

Điều này không có gì phức tạp, nhưng nó mang lại lợi ích cho việc lập kế hoạch sớm. Khi hóa học polyme, hệ thống phụ gia và cửa sổ quy trình được chọn cùng nhau, chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo ổn định tia cực tím có thể duy trì tính linh hoạt và có thể sử dụng được trong suốt thời gian sử dụng của xe thay vì thời hạn bảo hành.